本节将介绍自动驾驶汽车的定位技术包括：GNSS（全球导航卫星系统），RTK（实时运动定位）和惯性导航 。
图1
定位，是让自动驾驶汽车找到自身确切位置的方法，这对自动驾驶汽车来说非常重要 。当你在驾驶一辆车时彻底迷路了，你不知道自己在哪儿，而这时你有一张全球的高精度地图，定位的任务就是确定你的车辆在这张高精度地图上的位置（见图1） 。
图2
在日常生活中，我们一直使用手机 GPS 来确定自己的位置，但 GPS 1到3米之间的精确度对自动驾驶汽车来说不够精确 。而当我们被高楼、山脉环绕，或位于峡谷内时，GPS 的精度可能会更差，只有10米或50米（见图2） 。
由于我们无法完全信任 GPS，因此我们必须找到另一种方法来更准确地确定车辆在地图上的位置 。最常用的方法是，将车辆传感器所看到的内容与地图上所显示的内容进行比较，车辆传感器可以测量车辆与静态障碍物（树木、电线杆、路标和墙壁）之间的距离 。
图3
我们在车辆自身的坐标系中测量这些距离，以及静态障碍物的方向 。在车辆自身的坐标系中，汽车的前进方向始终向前，当汽车左转或右转时，坐标系与汽车一同旋转，以使车辆的前进方向在坐标系中继续向前 。随着车辆的转弯，车辆自身的坐标系必然与地图坐标不一致（见图3），车辆的坐标和地图的坐标可能都取决于手机导航系统中的设置 。
图4
在地图上也有可能找到车辆传感器所检测到的地标，为估计车辆在地图上的位置，我们将传感器的地标观测值与这些地标在地图上的位置进行匹配，地图自带坐标系，无人驾驶软件必须将传感器的测量得到的在车辆坐标系中的坐标，转换为地图坐标系中的坐标（见图4），执行这类转换是解决定位问题的关键步骤 。
总结：车辆将其传感器识别的地标与高精地图上存在的地标进行对比，为了进行该对比，必须能够在它自身坐标系和地图坐标系之间相互转换数据 。而后，系统必须在地图上以十厘米的精度确定车辆的精确位置 。
定位提供了许多可供选择的方法，每种方法都有各自的优缺点 。接下来，我们将探讨几种常见的自动驾驶汽车定位方法 。
全球导航卫星系统 GNSS
如果你迷路了，要如何在高精度地图上确定自己的位置？
图5
假如你看到自己离一棵树75米远，你可能比较清楚自己处在什么位置，但仍然不能确定，因为你智能判断自己位于一个以树为圆心、半径75米的圆上（见图5） 。
图6
然后，你看到一个离自己64米远的房子，于是你知道自己位于两个圆的交点处，但不知道自己位于哪个交点上（见图6） 。
图7
现在假设你看到第三个路标：一个距离你离你55米远的路灯，如果你有一张地图，里面注明了这些地标在世界上的确切位置，那么你就能知道自己相对于这些路标的确切位置，这个过程被称为三角测量（见图7） 。
我们要在地球表面上进行三维定位，使用的是传送地标与我们之间距离的卫星，而不是我们可以看到的地标，这就是 GPS 工作的原理，那么，我们需要几颗卫星才能确切知道自己的位置？
GPS 即全球定位系统，是一种由美国政府开发、并在全球范围运营的卫星导航系统 。这类系统的通用名称为全球导航卫星系统或 GNSS，GPS 是使用最广泛的 GNSS 系统 。起初 GPS 只是用于军事导航，但现在任何人都可以使用 GPS 接收器，从 GPS 卫星收集信号并使用该系统 。
GPS 由三部分组成：
卫星 。在任何特定时间，大约有30颗 GPS 卫星在太空运行，他们各自距离地球表面约2万公里 。
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